论低压配电网自动化技术

郑业鹏

摘 要：近年来，我国正在大规模地全面推进城乡电力建设，纷纷开展了城市低压配、送电网改造工程等建设，使我国电力事业逐步向电气化、自动化建设方向迈进，促进了我国电力事业的全面快速发展。但是，我们必须清醒地看到，当前城市低压配电网自动化体系建设，依然存在着配电网布局不尽合理、电力明显不足、配电网改造跟不上发展的步伐、设备线路严重老化、改造资金缺口比较大、管理不够到位、安全状况令人堪忧等很多突出困难与问题。因此，对城市低压配电网自动化体系结构及其实现技术应用进行探讨研究，就具有极为重要的现实意义与作用，并已成为了当前电力事业建设迫在眉捷的大事。随着城市低压配电网改造的不断深入，加上配电网自动化技术的迅猛发展，着力优化城市低压配电网自动化体系结构，努力实现新技术的推广运用，具有极为关键的意义与作用。

关键词：城市低压配电网；自动化体系技术；实现与应用

1 前言

城市低壓配电网作为城市基础设施建设的重要部分，事关着城市经济社会全面发展重大战略的顺利实现。本文探讨和分析了城市低压配电网自动化技术、城市低压配电网自动化技术的实现与应用模式和城市低压配电网自动化技术实现与应用的问题。

2 城市低压配电网自动化技术

2.1 供电方式以及一次设备

由于受区域以及经济社会发展因素的影响，我国城市低压配电网在管理上主要以电缆网方式为主，有极少的城区仍采用架空线的方式。而城市低压配电网的供电方式则由电源点、线路开关设备以及线路联结三个部分决定的，电源点和线路联结的不同组合方式，就形成了形式多样的供电方式，诸如单电源辐射状供电、双电源互备供电、双电源环网、多电源互备供电、多电源环网供电以及网格状供电等。而线路开关设备（如环网柜、重合器、分段器、断路器、负荷开关等）则提供了功能不同的供电配合方案。通常情况下，城市电缆网多采取配负荷开关、真空断路器和SF6断路器等作为配电网线路的主要设备。此外，以线路开关设备区分的供电方案主要有电缆环网柜方案、架空重合器方案、分段器（即自动配电开关）方案、断路器方案和负荷开关方案等。

2.2 远动体系以及二次设备

城市低压配电网自动化体系的远动主要由FTU、TTU实现对线路开关、配电变压器等的监测监控。远动体系以及设备的可靠性功能则主要包括保护动作、远方控制、环网控制、就地手动等几个方面。配电网自动化体系远动体系的主要问题是线路电源和传输规约，而设计规划适用于户外环境的、可靠的不间断的电源则是实现配电网自动化体系建设的又一困难。由于配电网线路设备的地理分布不尽相同，当前，变电所一般都是采用CDT或者POLLING规约，都不能很好地适用于城市低压配电网自动化体系建设的需要。此外，新的101规约虽然得到了一定程度的发展与应用，但能否作为城市低压配电网自动化远动传输的标准要求，目前尚难评定。

2.3 通信方案以及相应设备

城市低压配电网自动化体系的通信方案主要包括中央主站对子站、中央主站对现场单元、子站对现场单元、子站之间以及现场单元相互之间的通信等范围。当前，已经实施完整的城市低压配电网自动化体系试点工程建设的通信方案则仅包括中央主站对子站、中央主站对现场单元之间的通信。我们知道，通信作为城市低压配电网自动化体系建设的一个极为关键的难点和重点，由于条件、区域的不同，也会导致通信方案的多种多样，诸如光纤、电力载波、有线电缆、微波、扩频等。但是，从总体上来看，采用混合通信方案比较符合城市实际的需要。一般情况下，城市供电半径较短，同样有较好的性能价格比，因而其通信干线基本采用10kV的光纤线路。如果采用别的通信方式，则必须根据距离干线的远近以及传输要求的高低来决定，远距离孤立点则需要采用无线传输方式。此外，需要说明的是，城市低压配电网自动化体系光纤通信通常只需传输一路数据，带宽在几十K左右就可以了，也需要采用专用的光端机。目前，配电载波技术作为一种有着广阔发展前景的配电网通信技术，已经受到了人们的高度重视，但尚未达到实用化的程度。

3 城市低压配电网自动化技术的实现与应用模式

城市低压配电网自动化技术的实现与应用，可以不断降低技术难度，提高配电网自动化体系的效率。根据配电网自动化体系建设规模的大小，其实现与应用模式主要分为大中城市模式和县级城市模式两种。一般情况下，县级城市等小规模配电网自动化体系可以集中管控，即一个配电网中央主站和一级通信网络。而对于大中城市而言，则需要以小区化建设，类似调度自动化的方式为主，即以小区设备群为基本单元，实施“单元化终端—分布式结构—分层网络—功能集成—多级管控”的配电调度体系与模式，着力解决信息传输的瓶颈问题，不断提高配电网自动化体系管理与监控的效率。

4 城市低压配电网自动化技术实现与应用的问题

4.1 户外运行问题

由于城市低压配电网自动化体系建设配电线路及设备的户外运行环境，对远动设备、开关设备、通信设备等提出了更多更高的要求，这主要是因为在保证温度、湿度、抗凝冻、抗雨露、抗老化、抗风沙等要求的情况下，在开关外绝缘材料、元器件筛选、电子设备设计等方面的特殊考虑与应用。

4.2 通信可靠性问题

城市低压配电网自动化体系主要担负着实时监控配电网安全可靠运行的职能功能，配电网的供电可靠性首先是由供电方案所决定的。这是因为，在线路开关自动化、智能化、管理化程度比较低的配电网中，整个体系性能对配电网中央主站与通信的依赖性一般比较强。而由于配电网的地理分布比较广泛，使得通信传输的可靠性成为了建设可靠的城市低压配电网自动化体系建设的难点问题之一。但是，如果我们在供电网络中采用了重合器的方案，就可以很好地解决了对通信过度依赖的问题。

4.3 电源问题

城市低压配电网自动化体系配电线路上的电源，主要用于提供开关、监控单元的工作动力。在配电网线路正常供电的情况下，由电源变压器从配电线路取电。但当配电线路失电时，就可以启动后备电源（即UPS）供电，对于操作开关的较大电流，则可以通过较大电容储能放电提供动力。而存在的难题就是不间断电源户外运行比较困难的问题，特别是在高温或者低温情况下，对于蓄电池工作的影响极为严重。

5 结束语

总之，城市中低压配电网直接联系着广大用户，它为城市建设、经济发展、人民生活等用电提供电源。城市中低压配电网的健全与否，直接关系到用户安全可靠供电及负荷增长的需要，它涉及面广，影响大，是城市的重要基础设施，也是电力系统的重要组成部分。因此，城市低压配电网自动化体系技术的实现与应用，具有重要现实意义。

参考文献：

[1] 李明杰，沈钧毅，常晋义.基于组件技术的配电网管理系统的设计与实现[J].微电子学与计算机，2006（6）.